智能机器人实验3传感器

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1.传感器是什么,2.传感器的分类,3.常见传感器,4.比赛常用传感器,5.传感器应用（信号的提取、识别、配合）,6.模数转换,*实验要求,传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。,国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。,（,对计算机系统而言、,接受刺激并能将刺激转换为电信号）,分类依据,1.按工作原理,化学传感器、物理传感器,2.按用途,压力敏和力敏传感器、位置传感器,液面传感器、能耗传感器,速度传感器、加速度传感器,射线辐射传感器 、热敏传感器,24GHz雷达传感器,3.按输出信号为标准,模拟传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号。,数字传感器将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。,膺数字传感器将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。,开关传感器当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号,（,刺激分类、电信号分类,）,刺激源：温度、湿度、压力、光（红外）、声音、电磁波、色差、角度、加速度、血氧、烟雾、酒精、风速、霍尔、超声波、气压。,电信号分类：电阻、电压、电流、数字,温度传感器,DS18B20,测温范围 55+125，固有测温分辨率0.5,霍尔传,感器,霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数感器（A3144E）,光敏传感器,光子冲击接合处就会产生电流,光敏电阻5539,湿度传感器,高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。,压力传感器,红外传感器(光电开关传感器),色标传感器,碰撞传感器,超声波传感器,灰度传感器,红外接近传感器,红外接近传感器俗称光电开关。它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。,工作原理如下图所示。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型，因此也称为红外开关。,控制十分简单,只返回0 和 1,如何控制红外传感器的有效距离,漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回漫反射开关的接收器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率将决定接收器接收到光线的强度。粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度，材料的反射率是影响光电开关有效距离的重要参数。常用材料的反射率如下表所示。,色标传感器,色标传感器常用于检测特定色标或物体上的斑点，它是通过与非色标区相比较来实现色标检测，而不是直接测量颜色,碰撞传感器(按钮),碰撞传感器是由一个按钮开关和外围电路构成，其输出信号为数字信号。当按钮按下时，信号输出端输出低电平；按钮被释放时，信号输出高电平。,测距传感器,用来测量前方物体和传感器探头之间的距离,它的输出为：02.5V 模拟量（电压值随距离变化）；,量程范围1080 cm,主要是由红外发射器、PSD（位置敏感检测装置）及相关处理电路构成，红外发射器发射一束红外光线，红外光线遇到障碍物被反射回来，通过透镜投射到PSD 上，投射点和PSD 的中心位置存在偏差值a，GP2D12 根据上图所示的a、b、三个值就可以计算出H 的值，并输出相应电平的模拟电压。,超声测距传感器,探头向前方发射一束超声波，超声波经前方障碍物反射返回，传感器再接收此反射波，通过计算声波往返时间与声速相乘就可算出障碍物的距离。,灰度传感器,灰度传感器通过自身的高亮白色LED 照亮被检测物体，被检测物体反射LED 的白光。由于不同的颜色对白光的反射能力不一样，同样材质白色反射度最高，黑色反射度最低。灰度传感器前端有一个光敏电阻，用于检测反射光的强弱，据此可以推断出被检测物体的灰度值。,红外接近传感器：控制简单，测距不是很准，有反射率的问题,红外测距传感器：涉及数模转换，测距比红外接近传感器准，基本上无反射率的问题，但对于黑色物体，有效测量距离会稍微短些,色标传感器：只能用与寻轨,灰度传感器：涉及数模转换，只使用于有灰度变化的场地,碰撞传感器：控制十分简单，0/1,超声波传感器：涉及数模转换，测距较准，对任何物体都能返回一个较准的距离，无红外传感器的发射率的问题,量化误差：,由于模数转换后得到的相应数码没有精确的代表被测的模拟量(因采样频率和数码长度均受限制)，由此产生的误差,为了减少量化误差，通常使用（b）分类方法,如果只用红外开关传感器,做一辆小车，在此擂台上行走,要求：车不要掉下去，会把任何台上的物品推下去,至少需要多少个传感器？该如何分布？,1.能判断出颜色,2.使用碰撞传感器和RGB传感器，当开关闭合时，小车启动，检测到小车走出区域时，做出相应的动作,3.下周下课前会检验大家的实验结果,4.试验报告需要有照片与代码,void setup三,pinMode(led,OUTPUT);,pinMode(sensor,INPUT);,digitalWrite(sensor,1);,digitalWrite(led, 1);,delay(500);,digitalWrite(led,0);,delay(500);,void loop三,if(digitalRead(sensor)=0),digitalWrite(led, 1);,delay(1000);,digitalWrite(led,0);,delay(1000);,void detectAll三,ambientvalue=0;,ambientvalue+=analogRead(RGBLDRpin);,delay(100);,ambientvalue+=analogRead(RGBLDRpin); ambientvalue=ambientvalue 1;,digitalWrite(RedLEDpin,1); delay(ldrdelay);,redvalue=analogRead(RGBLDRpin); digitalWrite(RedLEDpin,0);,redvalue=redvalue-ambientvalue;,void setup三,pinMode(GreenLEDpin,OUTPUT);,pinMode(RedLEDpin,OUTPUT); pinMode(BlueLEDpin,OUTPUT); pinMode(RGBLDRpin,INPUT); /digitalWrite(RGBLDRpin,1);,void loop三,detectAll三;,color三;,delay(500);,void color三,lightvalue=redvalue+greenvalue+bluevalue;,if(lightvalue40),return;,redvalue=redvalue*100/lightvalue; greenvalue=greenvalue*100/lightvalue;,bluevalue=bluevalue*100/lightvalue;,基础知识,电的概念、特性（应用）,电的应用（能量转换的媒介、智能控制的基础）,基本元器件（电阻、电感、电容、二极管、三极管晶闸管、CMOS、）,基本工具：电烙铁、热风枪、斜口钳、剥线钳、尖嘴钳、螺丝刀、万用表,